本发明专利技术涉及一种-50℃条件下的高韧性、低辐照脆化核电承压设备用钢及其制造方法。其其化学组分及重量百分比为：C：0.05～0.15％、Si：0.25～0.50％、Mn：1.00～1.28％、Alt：0.02～0.04％、Ni：0.40～0.80％、Cu：0.10～0.24％、Mo：0.10～0.20％、V：0.02～0.05％，其余为Fe及不可避免的杂质；生产步骤：采用洁净钢的冶炼工艺；进行连铸或电渣重熔坯；将铸坯冷却之室温；铸坯加热并保温；进行粗轧；进行精轧；常规淬火和回火；自然冷却至室温。本发明专利技术能提高核电站运行中的安全性和可靠性，-50℃条件下具有高韧性、高强度、低辐照脆化效应、优良的拉伸性能和焊接性能，抗拉强度大于585MPa级。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及低合金高强钢制造领域，具体属于一种-50°c条件下的高韧性、低辐照脆化核电承压设备用钢及其制造方法。
技术介绍
核电承压用钢用于制造核岛压力容器、压力管道、安全壳等承压设备，其作用是保护核电设备运行、防止放射性射线扩散和支撑反应堆基础结构，是反应堆的重要安全屏障。 我国正在大力发展核电，每年不断新增核电机组项目。目前我国核电布局广泛，不同地区气温差异较大，而现有核电承压设备用钢低温韧性不高，适应地区范围窄，不能满足核电建设快速发展的需求。在本专利技术以前，中国专利号200710039741. 0公布了“低屈强比可大线能量焊接高强高韧性钢板及其制造方法”，其化学成分按重量百分比为c :0. 025 0. 055、Si 彡 0. 20, Mn 1. 40 1. 75, P ^ 0. 013, S 彡 0. 002, Cu 0. 25 0. 55, Ni 0. 40 0. 80, Mo 0. 10 0. 40,Nb 0. 02 0. 04,Als :0. 04 0. 06,Ti :0. 007 0. 013,Ca :0. 001 0. 005、 B^O. 0003，其余为Fe及不可避免的杂质。该专利技术不足之处在于没有针对核电站承压设备用钢的使用要求进行设计，添加了较多的Cu( > 0. 3% )，会增大辐照脆化倾向。另外，中国专利申请号200810303506. 4公开了一种核电用WB36CN1管坯钢的生产方法，具体为转炉冶炼、LF精炼炉精炼、圆坯连铸机浇铸、铸坯表面检查、铸坯表面喷砂、电渣重熔钢锭、钢锭缓冷，制得的管坯钢的化学成分按重量百分比计0.0. 19%, 0. 21%^ Si ^ 0. 54%,0. 1. 25%,0 0. 020%,0 < S^ 0. 006%,0. 14% ^ Cr ^ 0. 35 %, 0. 95 % ^ Ni ^ 1. 35 %, 0. 45 % ^ Cu ^ 0. 85 %, 0. 20 % ^ Mo ^ 0. 45 %, 0. 010%^ Nb 彡 0. 030%,0 < N 彡 0. 021%,0 < Al 彡 0. 055%, Fe 为余量，管坯钢成品纯净度高、性能稳定。该专利技术不足之处在于钢板全部采用了电渣重熔铸坯，生产成本增加，且添加了较多的Cu( > 0. 3% )，不能适用于对辐照脆化效应要求较高的设备。此外，中国专利号200810201871公开了宝山钢铁股份有限公司的一种抗辐射性能优良的中高温特厚钢板及其制造方法，采用中C-中Mn-高N低合金钢的成分体系作为基础，适当控制钢中酸溶Als含量和Als/N比范围、控制(Mn/C)比在8 15、(Ni+Cr+Mo)复合强韧化、Ca处理且Ca/s比在1. 00 3. 00，优化控轧及后续热处理工艺，获得优异的强韧匹配、抗疲劳蠕变性能、抗回火脆化、焊接工艺性，尤其钢板抗中子辐射脆化及焊接接头抗疲劳蠕变性能优良，特别适宜于用作特殊耐热压力容器胴体。上述专利技术不足之处在于该钢针对中高温核电钢板的使用要求进行设计，不能保证较低温度下的使用性能，使用范围较窄。在国外，日本公开了一种含B奥氏体不锈钢板的生产方法，专利号JP200(^94549。 该钢板可以吸收中子，有良好的延性和韧性，可用于核燃料运输容器的制造。该钢所含化学成分(质量％ ) ^ 0. 08C,彡 ISi,彡 2Mn, 16 5Cr，7 15Ni，0. 1 1. 5Μο，0· 3 1· 5Β, 0. 005 0. 3Als, ^ 0. 05N，其余为！^和不可避免的杂质。该钢采用合金钢的生产工艺，添加了很多Cr、Ni、Mo等贵重金属元素，使得冶炼、轧制过程中难度较大，生产成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种能提高核电站运行中的安全性和可靠性，高韧性、高强度、低辐照脆化效应、优良的高温拉伸性能和焊接性能，厚度50mm以上钢板焊前预热温度不高于100°C，焊后热处理适应温度范围大，抗拉强度大于585MPa级的核电承压设备用钢及生产方法。实现上述目的的技术措施一种-50°C核电承压设备用钢，其化学组分及重量百分比为C :0. 05 0. 15%, Si 0. 25 0. 50 %、Mn :1. 00 1. 28 Alt :0. 02 0. 04 %、Ni :0. 40 0. 80 %、Cu 0. 10 0. 24%,Mo 0. 10 0. 20%、V :0. 02 0. 05%，其余为Fe及不可避免的杂质；控制元素P彡 0. 008%,S^O. 005%,N^O. 005%, Sn^O. 005%, Sb^O. 005%, As ( 0. 010%, Pb ( 0. 005% ；CE ( 0. 48，其中，CE = C+Mn/6+ (Cr+Mo+V)/5+ (Ni+Cu)/15( % )；并满足关系式Alt/N 在 8. 0 15. 0，Sn+Sb+As+Pb ^ 0. 02% ；技术要求RpO.2 彡 415MPa, Rm :585 705MPa，A ^ 20 %, -50 °C KV2 彡 100J, 3500C Rm 彡 525MPa, RTndt ^ _50°C，上平台能量彡 150J。生产权一种_50°C核电承压设备用钢的方法，钢板厚度为10 150毫米，其步骤1)采用洁净钢的冶炼工艺进行冶炼；2)轧制钢板厚度10 100毫米时，进行连铸，控制连铸铸坯厚度在250 300毫米，压缩比至少为3 ；轧制钢板厚度100 150毫米需采用电渣重熔坯，电渣重熔铸坯厚度在200 320毫米，压缩比至少为2 ；3)将铸坯冷却之室温，控制冷却速度在10 30°C /小时；4)对铸坯进行加热，加热温度控制在1180 1220°C，并在此温度下保温240 300分钟；5)进行粗轧，控制开轧温度在1100 1200°C，并控制钢板中间轧制厚度在80 250毫米；6)进行精轧，控制开轧温度840 920°C，终轧温度在700 820°C，总压下率在 50 96%，最后三道次总压下率至少为30% ；7)进行常规淬火和回火热处理；8)自然冷却至室温。各合金元素的作用及机理设计专利技术本钢种时，考虑该钢主要是要保证钢板的韧性、延性水平，控制好强度范围。因此，低碳微合金钢可以达到设计要求。炼钢时要控制钢水的纯净度，防止杂质元素和残余元素对钢板辐照脆化性能的影响。C、Si、Mn的设计成分保证了钢板的强度范围符合核电承压设备用钢(核电钢制安全壳、蒸发器、稳压器等设备)的要求。微量Cu的添加提高了钢板的耐蚀性和韧性水平，微量V的添加保证较厚钢板的强度水平，保证了钢板的使用安全。设置Alt/N ^ 2. 0是为了改善钢板韧性，减少辐照敏感性，同时降低钢板应变时效敏感性；设置Sn+Sb+As+Pb ^ 0. 020%主要是考虑到这几个元素对钢板高温下的辐照脆化效应影响较大，要严格限制其含量。从化学成分上，该钢主要是提高其韧性，保证钢板的强度并获得良好的延性和抗辐照脆化性能。因此要致力于提高钢的冶金质量，要控制钢中的微量杂质，特别是S、P含量，从而提高核承压设备的安全可靠性。本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种－５０℃核电承压设备用钢，其化学组分及重量百分比为：Ｃ：０．０５～０．１５％、Ｓｉ：０．２５～０．５０％、Ｍｎ：１．００～１．２８％、Ａｌｔ：０．０２～０．０４％、Ｎｉ：０．４０～０．８０％、Ｃｕ：０．１０～０．２４％、Ｍｏ：０．１０～０．２０％、Ｖ：０．０２～０．０５％，其余为Ｆｅ及不可避免的杂质；控制元素：Ｐ≤０．００８％，Ｓ≤０．００５％，Ｎ≤０．００５％，Ｓｎ≤０．００５％，Ｓｂ≤０．００５％，Ａｓ≤０．０１０％，Ｐｂ≤０．００５％；ＣＥ≤０．４８，其中，ＣＥ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／５＋（Ｎｉ＋Ｃｕ）／１５（％）；并满足关系式：Ａｌｔ／Ｎ在８．０～１５．０，Ｓｎ＋Ｓｂ＋Ａｓ＋Ｐｂ≤０．０２％；技术要求：Ｒｐ０．２≥４１５ＭＰａ，Ｒｍ：５８５～７０５ＭＰａ，Ａ≥２０％，－５０℃ＫＶ２≥１００Ｊ，３５０℃Ｒｍ≥５２５ＭＰａ，ＲＴＮＤＴ≤－５０℃，上平台能量≥１５０Ｊ。
【技术特征摘要】
1.一种-50°c核电承压设备用钢，其化学组分及重量百分比为C 0. 05 0. 15%,Si 0. 25 0. 50%,Mn 1. 00 1. 28%, Alt 0. 02 0. 04%, Ni 0. 40 0. 80%, Cu 0. 10 0. 24%,Mo 0. 10 0. 20%,V 0. 02 0. 05%，其余为Fe及不可避免的杂质；控制元素P 彡 0. 008%, S 彡 0. 005%, N 彡 0. 005%, Sn 彡 0. 005%, Sb 彡 0. 005%, As ( 0. 010%, Pb ( 0. 005% ；CE ( 0. 48，其中，CE = C+Mn/6+ (Cr+Mo+V)/5+ (Ni+Cu)/15 ( % )；并满足关系式Alt/N 在 8. 0 15. 0，Sn+Sb+As+Pb ^ 0. 02% ；技术要求RpO. 2 彡 415MPa, Rm 585 705MPa，A ^ 20 %, -50 C KV2...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘文斌，李书瑞，董汉雄，芮晓龙，丁庆丰，张开广，邹德辉，郭斌，董中波，童明伟，骆海贺，徐进桥，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：83
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